王淮斌 王欽正

摘要：本文基于真實實驗環(huán)境，研究不同海拔高度下低倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)、析液時間、滅火時間等性能參數(shù)隨海拔高度（環(huán)境壓力）變化的規(guī)律。研究結(jié)果表明，隨著海拔高度升高，泡沫滅火劑發(fā)泡倍數(shù)變小、析液時間變短，泡沫滅火時間變長。該研究成果可以為不同海拔高度下A類倉庫火災(zāi)撲救技戰(zhàn)術(shù)的完善提供理論支撐。

關(guān)鍵詞：低壓環(huán)境;泡沫滅火劑;發(fā)泡倍數(shù);滅火時間

我國經(jīng)濟發(fā)展迅猛統(tǒng)籌規(guī)劃科學(xué)合理，建設(shè)的步伐逐年加快，從而驅(qū)動高原地區(qū)的交通建設(shè)不斷發(fā)展，高海拔地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加強。隨著生活的需求和軍事戰(zhàn)略的部署，高原地區(qū)的油庫、機場、鐵路、倉庫數(shù)量不斷增多[1-3]。倉庫具有儲存物資集中，火災(zāi)危險大的特點，倉庫一旦起火，輕則影響正常的物流運轉(zhuǎn)，重則造成重大的人員傷亡、財產(chǎn)損失，給社會帶來嚴重的影響。倉庫按照火災(zāi)危險性分類可以分為甲類倉庫、乙類倉庫、丙類倉庫、丁類倉庫、戊類倉庫。其中甲類倉庫是指存放物品的閃點小于28℃的液體或者爆炸下限小于10%的氣體。一旦存放甲類物品的倉庫發(fā)生火災(zāi)，極易造成嚴重的財產(chǎn)損失，甚至人員傷亡。

由于高原地區(qū)海拔高、空氣稀薄，環(huán)境壓力低，植被覆蓋面積較小，倉庫物質(zhì)火災(zāi)燃燒特性與平原地區(qū)存在較大的區(qū)別，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢蔓延難以預(yù)測，很難及時撲滅[4]。此外，泡沫滅火劑是撲滅A類物品倉庫最常用的滅火劑，泡沫滅火劑的性能參數(shù)會受環(huán)境壓力的影響，并隨著環(huán)境壓力的改變，出現(xiàn)不同程度的變化[5-6]。鑒于此，非常有必要開展高原低壓環(huán)境下泡沫滅火劑的性能參數(shù)及撲滅A類火災(zāi)的滅火效能研究，進一步豐富火災(zāi)理論知識，補充高原滅火技戰(zhàn)術(shù)的研究內(nèi)容，服務(wù)和指導(dǎo)滅火救援實戰(zhàn)，為消防救援隊撲救高原A類倉庫火災(zāi)提供了理論和技術(shù)支持。

一、實驗環(huán)境

為了研究泡沫滅火劑在不同環(huán)境壓力下的性能參數(shù)變化規(guī)律，在四川省消防救援總隊的大力支持和幫助下，選取四川省阿壩州作為實驗地點。阿壩州地處青藏高原東南邊緣，有盆地區(qū)、山地區(qū)和高原區(qū)，海拔分布廣，北部與青海、甘肅省相鄰。根據(jù)實驗需求和針對消防救援隊實際作戰(zhàn)要求，選取阿壩州所屬的汶川、馬爾康、紅原、查針梁子四個高原實地環(huán)境開展實驗。根據(jù)平原和高原地區(qū)大氣壓和含氧量的不同，大氣壓力與海拔的關(guān)系式可以按照式（1）計算，得到海拔高度和環(huán)境壓力的關(guān)系如表1所示。

二、實驗設(shè)計

實驗用泡沫滅火劑為AFFF低倍數(shù)泡沫滅火劑，以《泡沫滅火劑（GB 15308-2006）》為基準，實驗所用泡沫產(chǎn)生裝置為國標規(guī)范所要求的低倍數(shù)泡沫產(chǎn)生裝置。該裝置由容積為100L的鋼制耐壓儲罐、流量為5.7L/min的標準泡沫槍、示數(shù)范圍是0—1.6MPa的壓力表、高度為1m的鋼制支架、泡沫液輸送管和進氣管組成，如圖1所示。

三、結(jié)果與討論

（一）發(fā)泡倍數(shù)

選取平原和四個高海拔地區(qū)為實驗地點開展AFFF發(fā)泡倍數(shù)的實地實驗，如圖2所示。在實驗過程中始終保持泡沫耐壓儲罐達到額定工作壓力，并對AFFF在93kPa、87kPa、73kPa、66kPa和59kPa環(huán)境下所得實驗結(jié)果進行匯總分析，得到不同海拔高度下AFFF發(fā)泡倍數(shù)變化趨勢如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著海拔逐漸升高AFFF滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)逐漸降低，呈現(xiàn)對數(shù)變化規(guī)律。圖3中隨著環(huán)境壓力逐漸降低AFFF滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)由5.51減小到3.99，減小27.6%。

（二）析液時間

根據(jù)實驗需要，選取93kPa、87kPa、73kPa、66kPa和59kPa環(huán)境下開展AFFF析液時間的實地實驗，實驗過程與實驗結(jié)果如圖3所示。

可以看出，隨著海拔逐漸升高AFFF滅火劑的析液時間逐漸降低，并呈現(xiàn)多項式擬合規(guī)律。隨著環(huán)境壓力逐漸降低AFFF滅火劑的析液時間由162s減小到33s，減小了79.7%。

（三）滅火效能

選取了平原和高原地區(qū)93kPa、87kPa、73kPa、66kPa、59kPa五個海拔高度，利用國標規(guī)范所規(guī)定的泡沫槍開展AFFF泡沫滅火劑的滅火效果測試實驗。在不同海拔環(huán)境下進行滅火實驗時要考慮環(huán)境等因素對實驗結(jié)果的影響。為了盡可能減小實驗誤差降低實驗事故的風(fēng)險，在實驗場地的選擇時盡量選取較為平坦空曠且無風(fēng)或者風(fēng)速特別小的環(huán)境并且環(huán)境溫度要適宜，盡可能避免溫差較大的情況出現(xiàn)。在進行滅火實驗時油料選取為93#車用汽油。油盤尺寸分別是34B、70B、55B以及144B。不同海拔高度、不同供給強度下實驗結(jié)果如圖5所示。

在同一供給強度條件下，隨著海拔高度升高，AFFF的滅火時間也隨之增加。在93kPa—59kPa條件下，供給強度為5.33kg/（min·m2）時，AFFF滅火時間由25s增加到81s，增加了224%;供給強度為3.29kg/（min·m2）時，AFFF滅火時間由41s增加到117s，增加了185.4%;供給強度為2.59kg/（min·m2）時，AFFF滅火時間由61s增加到210s，增加了244.3%;供給強度為1.26kg/（min·m2）時，AFFF滅火時間由97s增加到232s，增加了139.2%。

（四）抗燒時間

滅火實驗結(jié)束后，將抗燒罐放置于鋪滿泡沫滅火劑的罐體中，點燃抗燒罐中油品，記錄時間，待抗燒罐中火焰引燃燃料表面后，停止實驗。實驗場景與結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著海拔逐漸升高AFFF滅火劑的抗燒時間逐漸降低，呈現(xiàn)出多項式變化規(guī)律。隨著環(huán)境壓力逐漸降低AFFF滅火劑的抗燒時間由1876s減小到670s，減小了64.3%。

四、結(jié)語

本文通過理論和實驗研究，選取平原環(huán)境壓力分別是93kPa、87kPa、73kPa、66kPa、59kPa的地區(qū)搭建A類物品火災(zāi)燃燒及滅火實驗平臺。開展了消防隊常用的AFFF滅火劑的滅火性能參數(shù)滅火效果實驗，測試了發(fā)泡倍數(shù)、析液時間、滅火時間以及抗燒時間等隨海拔高度變化的規(guī)律，主要結(jié)論如下：

第一，環(huán)境壓力從93kPa降到59kPa過程中，AFFF泡沫滅火劑發(fā)泡倍數(shù)隨著海拔升高逐漸減小，減小幅度是27.6%。

第二，環(huán)境壓力在93kPa降到59kPa變化過程中，AFFF泡沫滅火劑析液時間隨著海拔升高逐漸減小，減小幅度為79.7%。

第三，在同一供給強度下，隨著海拔高度的升高，AFFF泡沫滅火劑的滅火時間逐漸增大。

第四，環(huán)境壓力在93kPa降到59kPa變化過程中，AFFF泡沫滅火劑抗燒時間隨著海拔升高逐漸減小，減小幅度是64.3%。

未來將繼續(xù)開展特殊環(huán)境下A類倉庫火災(zāi)燃燒的危害性研究，并基于A類倉庫火災(zāi)燃燒行為和特點研發(fā)并優(yōu)化新型滅火裝備，探究特殊環(huán)境下A類倉庫火災(zāi)的著火及火焰?zhèn)鞑C理，為特殊場所的火災(zāi)撲救能力的提升奠定理論基礎(chǔ)。

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